[發(fā)明專利]ACFM數(shù)字化檢測(cè)儀的信號(hào)調(diào)理電路

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210056690.3
• 申請(qǐng)日: 2012-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN102608199A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任尚坤;李兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/82
• 分類號(hào): G01N27/82
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種信號(hào)調(diào)理電路，尤其涉及一種ACFM數(shù)字化檢測(cè)儀的信號(hào)調(diào)理電路。

背景技術(shù)

近年來，在渦流檢測(cè)和漏磁檢測(cè)基礎(chǔ)上，發(fā)展起來一種新的無損檢測(cè)技術(shù)——擾動(dòng)磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)（Alternating?Current?Field?Measurement，簡(jiǎn)稱ACFM）。該技術(shù)利用導(dǎo)電材料在交變電流作用下，材料的缺陷裂紋將改變其周圍的感應(yīng)電流的分布，從而改變鐵磁試件表面感應(yīng)磁場(chǎng)的分布。通過測(cè)量表面感應(yīng)磁場(chǎng)的變化，并根據(jù)數(shù)學(xué)模型的反演，確定裂紋缺陷的長(zhǎng)度和深度特征。

鐵磁構(gòu)件在使用過程中，在應(yīng)力腐蝕、疲勞載荷、內(nèi)部工作介質(zhì)或外部工作環(huán)境的作用下，易在開槽、空洞、應(yīng)力集中處，和焊縫及其熱影響區(qū)域產(chǎn)生表面裂紋。裂紋缺陷是金屬構(gòu)件的一種主要損傷形式，裂紋尺寸是評(píng)價(jià)構(gòu)件安全可靠性的重要參數(shù)。對(duì)構(gòu)件進(jìn)行無損檢測(cè)時(shí)能快速、方便、準(zhǔn)確地檢測(cè)出裂紋等缺陷，并能進(jìn)行精確地定量表征，對(duì)于預(yù)防構(gòu)件的斷裂故障和防止重大惡性事故的發(fā)生具有重要意義。

傳統(tǒng)的無損檢測(cè)方法如滲透檢測(cè)和磁粉檢測(cè)，其檢測(cè)靈敏度較高，但其對(duì)構(gòu)件表面要求較高，需要對(duì)表面進(jìn)行除漆等清理工作，增加了大量的檢修工時(shí)和作業(yè)量；超聲檢測(cè)則因?yàn)闃?gòu)件表面粗糙不平而聲耦合較差，使得準(zhǔn)確定量檢測(cè)比較困難；渦流檢測(cè)實(shí)現(xiàn)了非接觸檢測(cè)，無需耦合介質(zhì)，但由于影響檢測(cè)信號(hào)因素較多，對(duì)檢測(cè)人員素質(zhì)要求高，易造成漏判或誤判，影響檢測(cè)質(zhì)量。擾動(dòng)磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)是一種新的檢測(cè)技術(shù)，該方法檢測(cè)速度快、精度高，定性、定量檢測(cè)一次完成，能實(shí)現(xiàn)非接觸檢測(cè)，無需清理金屬表面的油漆和涂層，同時(shí)不需要標(biāo)定試塊，具有傳統(tǒng)無損檢測(cè)方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。研制新的擾動(dòng)磁場(chǎng)檢測(cè)儀將具有廣闊的應(yīng)用前景。

在20世紀(jì)末，英國(guó)的技術(shù)軟件公司(TSC公司)就已經(jīng)試驗(yàn)開發(fā)了基于擾動(dòng)磁場(chǎng)檢測(cè)的相關(guān)儀器，開始探索性應(yīng)用于海洋石油平臺(tái)的檢測(cè)。但由于該儀器價(jià)格昂貴，測(cè)量精度還有待于提高，在我國(guó)還沒有得到應(yīng)用。目前，在國(guó)內(nèi)根據(jù)報(bào)道，在實(shí)驗(yàn)室研制的交流電磁場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)所用的信號(hào)調(diào)理電路，存在適用性差、測(cè)量種類單一、測(cè)量精度不高且具有無法數(shù)字控制的缺點(diǎn)，不適于制備高性價(jià)比的高端檢測(cè)儀器。

在運(yùn)用交流電磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行無損檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)信號(hào)非常微弱，通常都是毫伏級(jí)且信噪比低。在檢測(cè)儀器中信號(hào)調(diào)理電路是非常重要的組成部分，涉及到有效提高檢測(cè)信號(hào)的信噪比，并為后級(jí)處理提供穩(wěn)定的信號(hào)增益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種ACFM數(shù)字化檢測(cè)儀的信號(hào)調(diào)理電路，克服目前交流電磁場(chǎng)檢測(cè)中信號(hào)調(diào)理電路存在的各種弊端。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括信號(hào)輸入電路、程控增益放大電路、帶通濾波電路、增益可調(diào)放大電路、真有效值轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)輸出電路、MCU接口和自適應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)，其特征是信號(hào)輸入電路連接程控增益放大電路，程控增益放大電路連接帶通濾波電路，帶通濾波電路連接增益可調(diào)放大電路，增益可調(diào)放大電路連接真有效值轉(zhuǎn)換電路、真有效值轉(zhuǎn)換電路連接信號(hào)輸出電路、MCU接口連接程控增益放大電路和帶通濾波電路、自適應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)連接帶通濾波電路；所述程控增益放大電路使用低噪聲的集成運(yùn)算放大器并可由MCU控制放大倍數(shù)；所述帶通濾波電路可由MCU程序和自適應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)兩種方式控制；所述的自適應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)包括正弦波變方波電路、鎖相倍頻電路和帶通濾波電路。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：克服了當(dāng)前ACFM信號(hào)調(diào)理電路適用性差、測(cè)量種類單一、測(cè)量精度不高且無法數(shù)字控制的缺點(diǎn)，具有適用范圍寬，檢測(cè)精度高，數(shù)字可控，工作穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，可用于高性價(jià)比的ACFM檢測(cè)儀器的信號(hào)調(diào)理電路。

附圖說明

圖1?為本發(fā)明的電原理方框圖。

圖2?為本發(fā)明自適應(yīng)時(shí)鐘信號(hào)的電原理方框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。